Теоретична оцінка оптимальної лінійної швидкості охолодження суспензії клітин PK-15

Abstract

На збереженість клітин у процесі кристалізації клітинної суспензії впливають два типи пошкоджуючих чинників. Перший тип кріопошкоджень виникає під час кристалізації позаклітинного середовища і викликаний зневодненням клітин, підвищенням концентрації та іонної сили поза- та внутрішньоклітинних розчинів. При збільшенні швидкості охолодження ступінь пошкоджень першого типу зменшується внаслідок скорочення часу дії пошкоджуючих чинників. Другий тип кріопошкодження – внутрішньоклітинна кристалізація, ймовірність якої зростає за високих швидкостей охолодження, вважається максимально згуб- ною для клітин. У роботі визначено оптимальну лінійну швидкість охолодження клітин PK-15 за допомогою фізико-математичної моделі, яка описує ймовірність кріопошкодження клітин при лінійному режимі заморожування та ґрунтується на двохфакторній теорії кріопошкодження, термодинамічній теорії гомогенної кристалізації та загальній теорії процесів активаційного типу. Резуль- тати розрахунку показали, що в діапазоні швидкостей охолодження <0,5°С/хв кріопошкодження клітин PK-15 відбувається в основному внаслідок впливу ефектів розчину, а при швидкостях охолодження >2,5°С/хв – переважно в результаті внутрішньо- клітинної кристалізації. Залежність відсотка пошкоджених клітин від швидкості охолодження має порівняно широкий мінімум в діапазоні швидкостей охолодження 0,5...2,5 °С/хв